-
Verfahren zur Herstellung von die Form eines Ausschnittes der Mantelfläche
eines Kegels aufweisenden Flächen an Werkstücken in einem Arbeitsgang mittels einer
Schablone und Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens Es sind Kopierwerkzeugmaschinen
zur dreidimensionalen Bearbeitung von Werkstücken bekannt, bei welchen die mit dem
Werkzeug gekuppelte Tasteinrichtung, mit oder ohne entsprechende Übersetzung der
Tast- zur Werkzeugbewegung, entlang einem körperlich ausgebildeten Modell geführt
wird oder bei welchen zur Herstellung von Rotationskörpern das Werkstück um seine
Längsachse rotiert, während die Tasteinrichtung entlang einer planen Schablone geführt
wird.
-
In der Patentschrift 620432 ist ein Verfahren und eine Kopierwerkzeugmaschine
beschrieben, mit welcher sich Ausschnitte von Zylindern mit unregelmäßig geformter
Grundfläche durch Entlangführen eines Tasters, der über Pantographengestänge mit
einem Werkzeug verbunden ist, an einer planen Schablone, deren Kontur dem Umriß
der unregelmäßig geformten Grundfläche entspricht, in einem Arbeitsgang herstellen
lassen.
-
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von die Form
eines Ausschnittes der Mantelfläche eines Kegels aufweisenden Flächen an Werkstücken
in einem Arbeitsgang mittels einer planen Schablone und einem an ihr entlang geführten,
mit dem Bearbeitungswerkzeug verbundenen Taster, wobei der letztgenannte um sein
an der Schablone anzuliegen bestimmtes Ende schwenkbar und in der Schwenkebene verschiebbar
ist, und die
Bewegungen des Tasters über Pantographengestänge sinngemäß
auf das Werkzeug übertragen werden.
-
Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren darin, daß durch zusätzliches
relatives Bewegender Schablone zum Taster sowie des Werkstücks zum Werkzeug rechtwinklig
zur Schwenkebene des Tasters bei zur genannten Schwenkebene schräg verlaufendem
Anlegeende des Tasters an der. Schablone eine dreidimensionale relative Führung
dies Werkzeugs zum Werkstück in dem Sinne entsteht, daß die Schnittlinie jeder parallel
zur Schwenkebene durch das bearbeitete Werkstück gelegten Fläche mit dem Kegelmantel
eine Form aufweist, die der Kontur der Schablone kongruent oder ähnlich ist und
die Schräglinie der Kegel mantellinie durch die Schräge des. Tasteranlegeendes bestimmt
wird.
-
Ferner betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine zur Durchführung
des Verfahrens mit einem um sein der planen Schablone entlang zu führendes Ende
verschwenkbaren, in der Schwenkebene verschiebbaren Taster, der über Pantographengestänge
mit einem um eine Achse schwenkbaren Träger eines Werkzeugs gelenkig verbunden ist,
dessen am Werkstück angreifender Teil eine ähnliche oder gleiche Form besitzt wie
der Grundriß des genannten Tasterendes und in der Verlängerung der genannten Achse
liegt.
-
Diese Werkzeugmaschine kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch,
daß sie einen Support zur Befestigung der Schablone und einen Tisch zum Aufspannen
des Werkstücks besitzt, welche beide miteinander verbunden bei laufender Maschine
oszillierende Bewegungen rechtwinklig zur Schwenkebene des Tasters ausführen und
das an der Schablone anzulegen bestimmte Ende des Tasters schräg zur genannten Schwenkebene
verläuft: -In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführung der Werkzeugmaschine
zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Es zeigt Fig. i eine Seitenansicht
derselben, Fig. 2 eine Draufsicht, Fig. 3 eine schematische Darstellung der zur
Bewegungsübertragung dienenden Teile; Fig. 4 zeigt einen Schnitt und Fig. 5 eine
Draufsicht auf das bearbeitete Werkstück; in den Fig. 6 und 7 ist eine Seitenansicht
des Tasters und eine Draufsicht auf denselben dargestellt; Fig. 8 und 9 zeigen teilweise
schematisch eine Seitenansicht und eine Draufsicht des Schablonensupports.
-
Mit i ist der Sockel einer Kopierschleifmaschine bezeichnet, welcher
einen vertikal - geführten, in Pfeilrichtung A verschiebbaren Auf spanntisch 2 für
das Werkstück 3 aufweist. Dieser Tisch :2 wird bei laufender Maschine durch einen
nicht gezeichneten Antrieb auf und ab bewegt, wobei der Hub entsprechend der Werkstückhöhe
einstellbar ist. An seiner Oberseite trägt der Sockel i einen Tisch 4, auf welchem
der feststehende Führungsteil 5 eines wer-:ikal - verschiebbaren Supports zum Aufspannen
einer -planen horizontal- angeordneten Schablone 6 befestigt ist. Ebenfalls auf
dem Tisch 4 ist ein Stützlager 7 befestigt, in welchem das eine Ende eines einarmigen
Hebels 8 schwenkbar abgestützt ist. Das andere Ende dieses Hebels 8 ist über eine
Schwinge 9 mit dem beweglichen Teil 1o des Supports verbunden. Ein am Teil 5 befestigtes
Lager z i dient ferner zur Abstützung einer doppelarmigen Kurbel 12, deren einer
Arm über eine Schwinge 13 mit dem Hebel 8 verbunden ist. Der andere Arm dieser Kurbel
12 ist über ein in seiner Länge einstellbares, zwei Kugelgelenke 14 aufweisendes
Gestänge 15 mit dem Werkstückaufspanntisch 2 verbunden.
-
Ebenfalls an der Oberseite des Sockels i ist ein Ausleger 16 befestigt,
der zur Abstützung eines Schwingarmes. 17. dient, an dessen freiem Ende ein
aus den Armen 18 bis 21 gebildeter Pantograph schwenkbar aufgehängt ist. Seitlich
am Sockel i ist ein zweiarmiger Gelenkausleger :22,:23 gelagert, an dessen freiem
Ende um die Achse 24 schwenkbar der Werkzeugträger 25 gelagert ist. Am oberen Ende
ist die Achse 24 drehbar am Pantographenarm 19 befestigt.
-
Am freien Ende des Pantographenarmes 21 ist der Tasterträger 26 mit
dem Taster 27 schwenkbar angeordnet. Die Spitze des Tastergrundrisses liegt genau
in der Verlängerung der Schwenkachse des Trägers 26, und der das_ Werkstück angreifende
Teil der Schleifscheibe 28 liegt in der Verlängerung der Schwenkachse 24 des Werkzeugträgers
25. Der Tasterträger 26 ist über einen dreigliedrigen Parallelogrammgestängezug
29, 30, welcher auf einem Ausleger 31 abgestützt ist, zur Übertragung seiner Schwenkbewegungen
auf den Werkzeugträger 25, mit dem letzteren verbunden.
-
Der am Werkstück angreifende Teil der Schleifscheibe 28 besitzt eine
ähnliche oder gleiche Form wie der Grundriß des an der Schablone 6 entlang zu führenden
Endes des Tasters. Die Form ist gleich, wenn das Übersetzungsverhältnis des Pantographen
gleich i ist. Bei allen anderen übersetzungsverhältnissen ist die Form ähnlich,
wobei das Größenverhältnis dem Übersetzungsverhältnis des Paritographen entspricht.
.
-
Die Wirkungsweise der Übertragungseinrichtung hinsichtlich der Tasterbewegung
-auf das Bearbeitungswerkzeug ist bei vertikal zur Schwenkebene des Tasters, welche
in Fig. 2 und 3 mit der Zeichriungsebene zusammenfällt, verlaufendem Tasteranlegeende
an der Schablone in der Patentschrift 620 432 im Prinzip beschrieben, weswegen
auf eine eingehende Darstellung an .dieser Stelle verzichtet ist. Festgehalten sei
lediglich, daß jede Führungsbewegung des Tasters gegen die Schablone auch eine Führung
des Werkzeugs in dem Pantographenübersetzungsverhältnis zugeordneten Maße gegen
das Werkstück bewegt und eine Schwenkbewegung des Tasters in der Schwenkebene eine
entsprechende Bewegung. des Werkzeugs zum Werkstück bewirkt.
-
Bei der dargestellten Einrichtung verläuft das an der Schablone 6
zum Anlegen bestimmte Ende des
Tasters 27 in der Höhe schräg zur
Tasterschwenkebene (Fig. 6 und 7). Es ist nun leicht einzusehen, daß zufolge dieser
Schräge und auf und ab bewegter Schablone bei leichtem Drücken des Tasters gegen
die Schablone ein Vor- und Zurückschieben des Tasters in der Richtung der Längsachse
des letzteren im Rhythmus der Schablonenbewegung entsteht. Da gleichzeitig auch
das Werkstück gleichsinnig mit der Schablone in einem durch das Übersetzungsverhältnis
der Kurbel 12 zum Schwenkhebel 8 bestimmten Maße gegenüber dem Werkzeug auf und
ab bewegt und anderseits durch die Tasterverschiebung in seiner Längsrichtung auch
das Werkzeug vom Werkstück weg und auf das letztere zu bewegt wird, entsteht an
der Bearbeitungsstelle des Werkstücks eine Schräge, die, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis
des Pantographen und dem Verhältnis Schablonenhub zum Werkstückhub verlängert, von
der Schräge des Tasteranlegeendes bestimmt wird.
-
Bei gleichzeitigem Führen des Tasters entlang der Schablone entsteht
auf diese Art und Weise eine dreidimensionale relative Bewegung des Werkzeugs zum
Werkstück in dem Sinne, daß die in einem Arbeitsgang mit demselben Werkzeug bearbeitete
Fläche am Werkstück die Form eines Ausschnittes der Mantelfläche eines Kegels aufweist,
wobei die Schnittlinie jeder parallel zur Schwenkebene des Tasters durch das Werkstück
gelegten Fläche mit dem Kegelmantel eine Form aufweist, die, je nach dem Pantographenübersetzungsverhältnis,
mit der Schablonenkontur kongruent oder ähnlich ist.
-
An Stelle der beschriebenen Kopierschleifmaschine könnte selbstverständlich
auch eine Kopier-Fräs-oder Stoßmaschine verwendet werden, womit das Verfahren sich
ebensogut zum Fräsen oder Stoßen eignet wie zum Schleifen.